高分子基碳纳米管复合材料
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碳纳米管/环氧树脂复合材料摩擦性能的研究碳纳米管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝管状壳层,这种富勒烯(fullerenes)衍生物具有传统纤维无法比拟的优异特性:杨氏模量和剪切模量与金刚石相同,理论强度可达1.0TPa,是钢的100倍,而其密度仅为钢的1/7;优良的导电性;耐强酸、强碱,在空气中973K以下基本不氧化。
基于碳纳米管的这些优异性能及其与聚合物链的相似性,越来越多的研究者开始研究聚合物基碳纳米管复合材料[4~10]。
与其它基体复合材料相比,聚合物基复合材料具有比强度高、可设计性强、抗疲劳性好、成型工艺简单等优点,在各个领域中有着广泛的应用。
碳纳米管/聚合物纳米复合材料有望在碳纳米管含量很低的(3wt%~5wt%)的条件下达到甚至超过传统纤维增强复合材料(纤维体积含量~50%)的性能。
碳纳米管的高弹性使之可以在高聚物中逐步而持续进行调整,利于载荷传递,从而获得既具有高强度又具有良好韧性的复合材料。
目前,碳纳米管/聚合物的研究主要集中在复合材料的制备及其力学、电学性能等方面,而对其摩擦学方面的研究较少,仅发现有碳纳米管填充聚四氟乙烯(PTFE)的摩擦学性能[11]的研究报道,此外,有人研究了金属基MWNTs复合材料的摩擦磨损性能[12]。
环氧树脂(EP)是指一个分子中含有两个或两个以上环氧基,并在适当的条件和试剂(固化剂)存在下能够形成三维交联网络状固化物的化合物的总称,是当前市场上应用较为广泛的热固性树脂之一。
因其固化物具有粘接力强、电绝缘性能好、稳定性强和收缩率小等优良特性,在涂料、电子电气、复合材料和粘接等领域获得广泛的应用,但其摩擦性能远不如PTFE、PEEK和尼龙等材料[13,14];目前应用的EP/炭纤维(CF)摩擦材料使用CF的量较大,而使用碳纳米管作为填料有可能在碳纳米管含量较少的情况下起到明显减磨效果。
本文将研究MWNTs的添加量及分散程度对复合材料表面形貌和摩擦磨损性能的影响,以期提高EP的摩擦学性能,揭示CNTs的添加对降低EP摩擦系数和磨损率的内在因素,有助于开发新型摩擦材料。
碳纳米管增强铝基纳米复合材料制备及性能研究碳纳米管增强铝基纳米复合材料是一种新型的高性能材料,具有独特的优势。
随着科技的不断进步,越来越多的研究人员开始关注这一领域。
本文将探讨碳纳米管增强铝基纳米复合材料制备及其性能研究。
一、碳纳米管碳纳米管是由碳原子排列成的管状结构,直径在几纳米到几十纳米之间,长度可以从纳米到厘米级别。
它具有高强度、高导电性和高导热性等特点,被认为是一种理想的纳米材料。
二、铝基纳米复合材料铝基纳米复合材料是由铝基合金和纳米材料混合制成的复合材料,具有高强度、高硬度、高韧性、高耐腐蚀性和高温稳定性等特点。
与传统的铝合金相比,铝基纳米复合材料的机械性能更加优越。
三、碳纳米管增强铝基纳米复合材料将碳纳米管添加到铝基纳米复合材料中可以改善其力学性能、导电性能和导热性能等。
碳纳米管与铝基复合材料的结合可以增加其界面强度和弹性模量,同时也可以增加其准晶程度和基体强度。
因此,碳纳米管增强铝基纳米复合材料具有非常好的综合性能。
四、碳纳米管增强铝基纳米复合材料的制备碳纳米管增强铝基纳米复合材料的制备方法主要包括机械合金化、熔体渗透、电化学合成和等离子喷涂等方法。
其中,机械合金化方法是一种广泛应用的方法,它可以实现大规模的制备。
五、碳纳米管增强铝基纳米复合材料的性能研究碳纳米管增强铝基纳米复合材料的性能研究主要包括力学性能、导电性能和导热性能等方面。
研究表明,添加适量的碳纳米管可以显著提高铝基纳米复合材料的力学性能,增加导电性能和导热性能。
同时,不同制备方法和制备参数也会对其性能产生影响。
六、未来发展碳纳米管增强铝基纳米复合材料的应用前景十分广泛。
它可以被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器、医疗器械和建筑材料等领域。
未来,我们需要进一步加强对这种新型材料的研究,探索更加高效的制备方法和更加理想的应用场景。
七、结论碳纳米管增强铝基纳米复合材料是一种非常有前途的新型高性能材料。
研究表明,它具有非常好的力学性能、导电性能和导热性能等优势,可以被广泛应用于多个领域。
聚乙烯酰胺碳纳米管材料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在聚乙烯酰胺碳纳米管材料的研究领域中,聚乙烯酰胺和碳纳米管是两种非常重要的材料。
聚乙烯酰胺是一种高分子聚合物,具有良好的可溶性和高分子链刚性,因此在许多领域中都有广泛的应用,例如材料科学、生物医学和环境科学等。
而碳纳米管则是一种具有优异性能和广泛应用潜力的纳米材料,其在电子学、催化剂、材料强化和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
近年来,研究人员开始将聚乙烯酰胺与碳纳米管结合,形成新型的复合材料。
这种材料结合了聚乙烯酰胺和碳纳米管的优点,具有较好的力学性能、高热导率和优异的化学稳定性。
同时,聚乙烯酰胺在复合材料中的应用也能改善碳纳米管的分散性和加工性能,从而进一步提高复合材料的性能。
因此,研究聚乙烯酰胺碳纳米管材料具有重要的科学意义和广阔的应用前景。
该复合材料可以应用于催化剂、传感器、能量存储和生物医学等领域,并有望在材料科学和工程领域取得突破性进展。
通过深入研究聚乙烯酰胺碳纳米管材料的性能、制备方法和应用性能,可以为该材料的工业化生产和应用提供科学依据和技术支撑。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构来呈现聚乙烯酰胺碳纳米管材料的相关内容:第一部分,引言部分,将提供对本文主题的概述,介绍聚乙烯酰胺碳纳米管材料的基本背景和研究现状,引起读者的兴趣和关注。
第二部分,正文部分,将详细介绍聚乙烯酰胺和碳纳米管这两种材料的特性和性质。
首先,将介绍聚乙烯酰胺的结构、合成方法、物理性质等方面的内容,以便读者对这种聚合物有一个全面的了解。
接下来,将介绍碳纳米管的结构、性质、制备方法和应用等方面的内容,以及聚乙烯酰胺和碳纳米管之间的复合特性和相互作用。
第三部分,结论部分,将总结聚乙烯酰胺碳纳米管材料的应用前景和研究的重要性和意义。
在这一部分,将强调聚乙烯酰胺碳纳米管材料在领域中的潜在应用,展望其在材料科学、纳米技术、生物医学等领域的前景。
同时,还将强调研究聚乙烯酰胺碳纳米管材料的意义,包括促进材料科学的发展、推动纳米技术的应用等方面。
复合材料有哪些复合材料是由两种或两种以上的成分组成的材料,其性能优于单一成分的材料。
它们可以根据其组成和性能分为多个类别。
以下是一些常见的复合材料。
1. 纤维增强复合材料:这种复合材料由纤维和基体组成。
纤维通常是高强度材料,如玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维,而基体可以是塑料、金属或陶瓷。
纤维增强复合材料具有良好的强度和刚度,重量轻,抗腐蚀性能好,广泛应用于航空航天、汽车、船舶和建筑等领域。
2. 钢筋混凝土:钢筋混凝土是由钢筋和混凝土组成的复合材料。
钢筋提供了材料的强度和刚度,而混凝土则提供了压缩性能。
钢筋混凝土广泛应用于建筑、桥梁和基础结构等领域,具有较高的承载能力和耐久性。
3. 多层板:多层板是由多层薄木片通过胶合剂粘合而成的复合材料。
它具有较高的强度和稳定性,广泛应用于家具、地板和建筑结构等领域。
4. 陶瓷基复合材料:陶瓷基复合材料由陶瓷基体和增强相(如纤维或颗粒)组成。
它们具有较高的硬度、耐磨性和耐高温性能,适用于高温、高压和耐磨领域,如发动机部件和刀具。
5. 金属基复合材料:金属基复合材料由金属基体和强化相(如纤维或颗粒)组成。
它们具有较高的强度和韧性,同时保持金属的导电性和导热性。
金属基复合材料广泛应用于航空航天和汽车等领域。
6. 高分子基复合材料:高分子基复合材料由高分子基体和增强相(如纤维、颗粒或填充剂)组成。
它们具有较高的可塑性和耐腐蚀性,广泛应用于塑料制品、包装材料和纤维制品等领域。
7. 碳纳米管增强复合材料:碳纳米管增强复合材料由碳纳米管和基体材料组成。
碳纳米管具有很高的强度和弹性模量,可以显著提高复合材料的力学性能。
碳纳米管增强复合材料在航空航天、汽车和电子等高性能领域有广泛的应用。
总体来说,复合材料在各个领域中都有广泛的应用。
其优越的性能使得复合材料能够满足不同领域对材料性能的要求,推动了相关产业的发展。
碳纳米管材料结构与性能的研究中文摘要英文摘要关键词绪论研究背景碳纳米管是20世纪90年代发现的一种碳材料的一维形式,具有优良的物理化学性能。
纳米材料由于其尺寸处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特性,展现出独特的电学、光学和机械特性,碳纳米管在物理、化学、信息技术、环境科学、材料科学、能源技术、生命及医学科学等领域均具有广阔的应用前景。
正是由于碳纳米管这种潜在的价值和广泛的应用前景,使有关碳纳米管材料的研究成为最受关注的研究领域之一。
纳米材料这一概念形成以后,世界各国都给予了极大关注,它所具有的独特性质,给物理、化学、材料、生物、医药等领域的研究带来了新的机遇。
碳纳米管材料的分类碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成,因此按照石墨烯片的层数可分为:单壁碳纳米管(或称单层碳纳米管,Single-walled Carbon nanotubes, SWCNTs)和多壁碳纳米管(或多层碳纳米管,Multi-walled Carbon nanotubes, MWCNTs)。
碳纳米管依其结构特征可以分为三种类型:扶手椅形纳米管(armchair form),锯齿形纳米管(zigzag form)和手性纳米管(chiral form)。
碳纳米管的手性指数(n,m)与其螺旋度和电学性能等有直接关系,习惯上n>=m。
当n=m时,碳纳米管称为扶手椅形纳米管,手性角(螺旋角)为30o;当n>m=0时,碳纳米管称为锯齿形纳米管,手性角(螺旋角)为0o;当n>m≠0时,将其称为手性碳纳米管。
根据碳纳米管的导电性质可以将其分为金属型碳纳米管和半导体型碳纳米管:当n-m=3k(k为整数)时,碳纳米管为金属型;当n-m=3k ±1,碳纳米管为半导体型。
按照是否含有管壁缺陷可以分为:完善碳纳米管和含缺陷碳纳米管。
按照外形的均匀性和整体形态,可分为:直管型,碳纳米管束,Y型,蛇型等。
功能复合材料是指将不同类型的材料结合在一起,以发挥多种特定功能的材料。
以下是一些常见的功能复合材料类型及其应用:
1. 碳纤维复合材料(CFRP):
-特点:高强度、轻质、耐腐蚀、高刚性。
-应用:航空航天、汽车工业、体育器材、建筑结构等领域。
2. 碳纳米管复合材料:
-特点:高强度、优异导电性、热导性、机械性能。
-应用:电子器件、传感器、导电涂料、储能装置等领域。
3. 陶瓷基复合材料:
-特点:高温稳定性、硬度高、耐磨损、耐腐蚀。
-应用:热障涂层、高温结构部件、耐磨材料等领域。
4. 纳米复合材料:
-特点:具有纳米尺度的特殊性能,如增强力、导电性、光学性能等。
-应用:电子器件、光电子器件、医疗设备、环境传感器等领域。
5. 高分子复合材料:
-特点:轻质、可塑性好、耐化学腐蚀。
-应用:航空航天、汽车工业、建筑材料、包装材料等领域。
6. 金属基复合材料:
-特点:高强度、高硬度、耐磨损、导热性能好。
-应用:航空航天、汽车工业、电子器件、机械零部件等领域。
7. 智能复合材料:
-特点:具有响应和自适应性能,在外界刺激下产生特定的响应。
-应用:智能结构、传感器、医疗器械、防护材料等领域。
这只是一些功能复合材料的常见类型及其应用领域,实际应用中还会有更多不同类型的功能复合材料出现。
功能复合材料的广泛应用为各个领域带来了新的解决方案,提高了产品的性能、效率和可持续性。
碳纳米管用途
碳纳米管具有独特的结构和性质,因此在许多领域有着广泛的应用,其中包括:
1. 电子学和纳米电子器件:碳纳米管可以用作高性能的晶体管、场发射显示器和纳米电子存储设备的构建材料。
2. 电池和超级电容器:碳纳米管可以用作电池和超级电容器的电极材料,提供高能量密度和高功率密度。
3. 水处理和膜分离:碳纳米管的高渗透性和选择性使其成为一种用于水处理和膜分离的材料,用于去除重金属、离子和有机污染物。
4. 催化剂:碳纳米管被用作催化剂的基底材料,用于催化化学反应,如氢气生成和二氧化碳转化。
5. 生物医学应用:碳纳米管可以用于生物传感器、生物成像、生物分析和药物传递等生物医学应用。
6. 纳米复合材料:碳纳米管可以与其他材料结合形成纳米复合材料,如碳纳米管增强的聚合物、金属基复合材料等,提高材料的力学性能和导电性能。
总体而言,碳纳米管的应用潜力非常广泛,涵盖了电子学、材料科学、能源、环境、生物医学等多个领域。
铝合金碳纳米管复合材料铝合金碳纳米管复合材料引言:铝合金碳纳米管复合材料是一种新型的材料,将铝合金与碳纳米管相结合,具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文将从材料的制备方法、性能优势以及应用领域等方面进行介绍和分析。
一、制备方法:铝合金碳纳米管复合材料的制备主要有两种方法,分别是机械合金化和热压法。
1. 机械合金化法:机械合金化是将铝合金与碳纳米管在球磨机中进行混合和合金化的方法。
通过机械力的作用,使两种材料充分混合,形成均匀的复合材料。
机械合金化法制备的铝合金碳纳米管复合材料具有良好的界面结合和强度。
2. 热压法:热压法是将铝合金和碳纳米管粉末按一定比例混合后,在高温高压下进行热压成型的方法。
热压过程中,铝合金与碳纳米管发生扩散反应,形成均匀的复合材料。
热压法制备的铝合金碳纳米管复合材料具有良好的界面结合和综合性能。
二、性能优势:铝合金碳纳米管复合材料具有以下几个性能优势:1. 强度高:碳纳米管具有极高的强度和刚度,能够增强铝合金的力学性能,提高复合材料的抗拉强度和硬度。
2. 导电性好:碳纳米管具有优异的导电性能,可以提高铝合金的导电性,使复合材料具有良好的导电性能和电磁屏蔽性能。
3. 热稳定性好:碳纳米管具有良好的热稳定性,能够提高铝合金的耐高温性能,使复合材料具有较高的热稳定性。
4. 轻质化:铝合金是一种轻质材料,与碳纳米管相结合后,可以进一步减轻复合材料的重量,提高材料的比强度和比刚度。
三、应用领域:铝合金碳纳米管复合材料在多个领域具有广泛应用的前景。
1. 航空航天领域:铝合金碳纳米管复合材料具有轻质高强的特点,可以用于制造航空航天器件和结构件,提高飞行器的性能和节能减排效果。
2. 汽车工业:铝合金碳纳米管复合材料具有良好的强度和导电性能,可以用于汽车制造中的车身和发动机部件,提高汽车的安全性和性能。
3. 电子领域:铝合金碳纳米管复合材料具有良好的导电性能和电磁屏蔽性能,可以用于制造电子器件和电磁屏蔽材料,提高电子设备的性能和抗干扰能力。
1 高分子基纳米管复合材料 院系:化学与材料科学学院 专业班级:高分子材料与工程 姓名: 学号: 指导教师: 2
目录 内容摘要…………………………………………………………1 前言………………………………………………………………1 1 纳米材料的特性………………………………………………1 1.1 表面效应……………………………………………………2 1.2 量子效应……………………………………………………2 1.3 小尺寸效应…………………………………………………2 2 纳米材料在高分子复合材料中的应用………………………3 2.1高分子纳米复合材料的制备方法…………………………3 2.1.1插层复合…………………………………………………3 2.1.2共混法……………………………………………………3 2.1.3 原位聚合法………………………………………………3 2.1.4溶胶--凝胶法……………………………………………4 2.1.5自主装技术………………………………………………4 2.2聚合物基纳米复合材料的性能及应用……………………5 2.2.1力学性能…………………………………………………5 2.2.2电学性能…………………………………………………6 2.2.3其他性能…………………………………………………6 2.3、碳纳米管的发现及结构特点…………………………6 2.4、碳纳米管的在高分子复合材料领域的应用……………7 结束语………………………………………………………………8 参考文献……………………………………………………………8 3
有关碳纳米管复合材料的研究 摘要:自从上个世纪末纳米技术的出现,纳米材料的独特性能引起人们的广泛关注。把纳米材料与高分子材料复合,制备高性能和功能化的复合材料成为高分子材料领域的热点之一。作为纳米材料领域之一的碳纳米管(CNTs)具有独特的物理性能,是一种具有纳米直径的管状碳纤维,它具有超强的韧性和强度以及优异的导电性能。通过不同的复合方法可制备出增强、导电和电磁屏蔽的优异性能的材料,具有广泛的应用前景。 本论文通过不同的方法制备了不同高分子基碳纳米管复合材料,研究了CNTs在基体中分散状况和复合材料的力学、热学和导电性能,并探讨了CNTs对复合材料的结构和性能的影响。 关键词 : 纳米材料 碳纳米管 复合材料
前言:由于高分子材料来源丰富、制造方便、加工容易、节省能源和投资、效益显著、品种繁多、用途广泛,因而在材料领域占有的比重越来越大。但是随着科学技术的发展以及人们生活水平的提高,对高分子材料不断提出各种各样的新要求,使高分子材料科学的发展呈现出高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化的趋势。而纳米技术的出现则为材料科学的发展带来革命性的变化,为高性能、功能化的材料开创了新的领域。因而世界上许多国家把纳米材料的开发放在了特别重要的位置,并形成一股纳米复合材料的热潮[1]。 纳米材料是指平均粒径在纳米级(1-100nm)范围内的固体材料的总称。而作为其中重要的一个部分则是聚合物/无机纳米粒子复合材料,一般是指以有机高分子聚合物为连续相与纳米粒子进行复合而得到的复合材料。这种材料能够充分的结合高分子材料以及纳米粒子所具有的特性,大大的扩展了高分子材料的应用领域,而成为纳米材料里的研究热门。 1、纳米材料的特性 1992年国际纳米材料会议对纳米材料定义如下:一相任一维的尺寸达到100nm以下的材料为纳米材料[2]。由此可知,纳米材料的几何形状既可以是粒径小于100nm的零维纳米粉末,也可以是径向尺寸小于100nm的一维纳米纤维或二维纳米膜、三维纳米块体等。纳米材料的材质可以是金属或非金属;相结构可以是单相或多相;原子排列可以是晶态或非晶态。当物质进入纳米级后,其在催化、光、电、热力学等方面都出现特异化,这种现象被称为“纳米效应”。具体表现在 4
以下几个方面: (1)表面效应 固体颗粒的比表面积与其粒径的关系可由下式表示: Sw=k/ρD (1-1) 式中Sw—粒子的比表面积;k—形状因子(球形和立方体粒子的K为6);ρ—粒子的理论密度;D—粒子的平均直径。 由上式可知,粒子的比表面积随着其粒径的减小而增大,从而导致处于表面的原子个数越来越多。当粒子粒径分别为10、4、2和1nm时,表面原子所占比例分20%,40%,80%和99%。此时表面效应所带来的作用不可忽略,它会使键态严重失配,出现许多活性中心,表面台阶和粗糙度增加,出现非化学平衡、非整数配位的化学键,从而导致纳米体系的化学性质与化学平衡的体系有很大差异。因此纳米粒子具有极高的活性,很容易与其它原子相结合而出现一些非常规现象,如金属的纳米粒子在空气中会燃烧,无机纳米粒子暴露在空气中会吸附气体,并与气体发生反应等。在催化领域,纳米粒子作为载体,能使活性组分高度分散,可以大大降低催化剂的成本,而在超级双电层电容器中,用碳纳米管制备的电极具有很高的比表面积,能显著的提高双电层的电容量。 (2)量子效应 量子效应是指当粒子尺寸减小到某一临界值时,金属费米能级附近的电子能级由准连续状态变为离散态的现象。纳米半导体微粒存在不连续的被占据的最高分子轨道能级,也存在未被占据的最低的分子轨道能级,所以纳米微粒的催化、电磁、光学、热学和超导等微观特性同宏观块体材料显著不同。如当金属被细分到小于光波波长时,就失去原有的光泽而呈黑色,尺寸越小,颜色越黑[4]。因此,金属超细微颗粒对光的反射率很低。利用此特性可以作为高效率的光热、光电等变换材料,可以高效地将太阳能转变为热能和电能。此外,还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等。 (3)小尺寸效应 在0.1nm-100nm的纳米尺寸范围内,物性系统会因其结构和组成的尺寸达到纳米级而呈现出异常的物理、化学和生物特性,这种特性叫做纳米材料的小尺寸效应。例如:平均粒径为40nm的铜粒子的熔点由原来的1083℃降至750℃;块 5
状黄金的熔点为1063℃,当黄金的颗粒尺寸减小到3nm时,则其熔点降至原来的一半。 2、纳米材料在高分子复合材料中的应用 纳米复合材料(nanocomposites)的概念是本世纪80年代中期才提出来的,一般来说,纳米复合材料是指显微结构中至少有一相的一维尺寸少于100nm的复合材料。近十年来,纳米复合材料的发展非常迅速,受到了材料界和产业界的普遍关注,形成了纳米复合材料研究的热潮[5]。目前国内外许多科学工作者都在通过高技术手段,采用纳米技术及先进的制造工艺,将纳米技术用于复合材料的制造中,以提高复合材料的性能,并取得了许多可喜的研究成果。 2.1 高分子纳米复合材料的制备方法 (1)插层复合 插层复合法的原理以层状硅酸盐粘土-蒙脱土(MMT)插层PA6为例,插层复合法主要有两种:一是插层聚合法,即先将聚合物单体分散,与经插层剂处理的层状硅酸盐混合,然后原位聚合,利用聚合时放出的热量,使其剥离成厚约1nm、长宽均约100nm的层状硅酸盐基本单元,均匀分散在聚合物基体中,实现高分子与硅酸盐在纳米尺度上的复合,但该法只合适制备粘土型复合材料而不能广泛使用。二是聚合物插层,即将聚合物熔体或溶液与硅酸盐混合,利用力学或热力学作用使层状硅酸盐剥离成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物基体中形成纳米复合材料。其中聚合物熔融插层是聚合物在高于其软化温度下加热,在静止或剪切力作用下直接插层进入硅酸盐片层间,无需溶剂,易于工业化生产,有很大的应用前景。 (2)共混法 共混法是通过溶液共混、乳液共混与溶液共混、熔融共混和机械共混等4种方式制得纳米复合材料,此法是制备纳米复合材料最简单的方法,适合各种形态的纳米粒子。共混法将纳米粒子与材料的合成分步进行,可控制粒子状态、尺寸。其难点是粒子的分散问题,由于纳米粒子比表面积大和比表面能极大,因此,极易发生团聚,难以保证纳米粒子在聚合物基体中的均匀分散,失去纳米粒子的特殊性质,控制粒子微区相尺寸及尺寸分布,共混前对纳米粒子的表面处理是其成败的关键。 6
(3)原位聚合法 原位聚合法就是将经过表面处理的纳米粒子加入到单体中,混合均匀,然后在适当条件引发单体聚合,从而制得聚合物基纳米复合材料[6]。原聚合方式有悬浮聚合、分散聚合和乳液聚合等。Shang S.W.等[7]通过丙烯酸酯表面处理SiO2纳米粒子,然后加入到EVA单体中进行原位聚合制得EVA/SiO2复合材料。原位聚合法在磁性高分子微球和非线性光学材料的制备中有广泛的应用。此法操作简单,在原位填充过程中,基体只经一次聚合成型,不须加工,避免由此产生的热降解,从而保证各种性能的稳定。 (4)溶胶-凝胶法(Sol-Gel) Sol-Gel过程是将烷氧金属或金属盐等前驱物质(水溶性盐或油溶性醇盐)溶于水或有机溶剂中形成均质溶液,溶质发生水解反应形成纳米粒子并形成溶胶,缩聚形成凝胶,再经溶剂挥发或加热等方法处理制成固体样品的方法。溶胶-凝胶法大概可分为3种情况:(1)把前驱体溶解在预形成的聚合物溶液中,在酸、碱或某些盐的催化作用下,让前驱物水解,形成半互穿网络[8];(2)把前驱物和聚合物单体溶解在溶剂中,让水解和单体聚合同时进行。这样使一些完全不溶的聚合物靠原位生成而均匀地嵌入无机网络;(3)在上述的聚合物或单体中,可以引入能与无机组分形成化学键的基团,增加有机与无机组份之间的相互作用。Sol-Gel法合成的纳米复合材料中有机、无机分子混合均匀,产物材料的成分能够精密控制,工艺过程温度低,材料纯度高。该法的特点是可在温和条件下进行,两相分散均匀,通过低温化学手段在相当小的尺寸范围内能够裁剪和控制材料的显微结构,使其均匀性达到显微米级、纳米级甚至分子级水平。陈艳[9]等采用溶胶-凝胶法制备了聚酰亚胺/SiO2纳米复合材料。该法存在的最大问题是在凝胶干燥过程中,由于溶剂、小分子、水的挥发可能导致材料收缩脆裂,而且,有机金属氧化物交联成网状结构,不利于加工,需要经过剪裁合成预期骨架结构,故在一定范围内限制了此法的使用。 (5)自组装技术 自组装技术主要包括Langmuir-buldgett膜法(即LB膜法)、逐层自组装(即LD膜法)和仿生合成等技术。纳米复合材料的自组装技术已成为材料科学研究的前沿和热点。LB膜法是利用具有疏水端和亲水端的两亲性分子在气-液界面的定